Correta.


Vamos entender o que ela quer dizer.

Um átomo encontra-se no estado fundamental quando seus elétrons respeitam a ordem de distribuição do diagrama de Pauling e a regra de Hund, veja.

O diagrama de Pauling fornece a ordem de preenchimento dos níveis e subníveis da eletrosfera





Por exemplo, considere um átomo X qualquer, para fazermos sua distribuição basta seguirmos a seta veja, os 2 primeiros elétrons estão localizados em 1s




os 2 seguintes em 2s




os próximos 6 em 2p



e por aí vai.




Ademais, o diagrama está em ordem crescente de energia, ou seja, o subnível 3s é mais energético que 2p, 2p é mais energético que que 2s, 2s é mais energético que 1s e assim por diante





Os subníveis por sua vez são formados por orbitais, regiões da eletrosfera com a maior probabilidade de encontrarmos os elétrons, cada subnível tem os seus, s possui apenas 1






O subnível p possui 3 orbitais em formato de hélice, 1 em cada eixo




e assim por diante.




Convencionou-se representar cada orbital como uma caixa



e cada uma recebe um número de -l a +l (l é o subnível).




Veja, o subnível s (l = 0) possui 1 orbital, portanto tem “1 caixa”





numerada de -0 a +0, ou seja, 0





O subnível p (l = 1) possui 3 orbitais, portanto tem “3 caixas”





numerada de -1 a +1





O subnível d (l = 2) possui 5 orbitais





e f (l = 3) tem 7 orbitais







De acordo com a regra de Hund ou regra da máxima multiplicidade, primeiro nós colocamos um elétron em cada orbital, e só depois emparelhamo-os.


Exemplo, considere o subnível 2p⁶, primeiro nós colocamos um elétron em cada orbital da esquerda para a direita





e só depois emparelhamo-os



Quando ele está sozinho na caixa ele está desemparelhado, quando há dois então dizemos que eles estão emparelhados.





Voltando a nossa definição: um átomo encontra-se no estado fundamental quando seus elétrons respeitam a ordem de distribuição do diagrama de Pauling.


Veja, os 2 primeiros elétrons estão localizados em 1s ao invés de um em 1s e outro em 2s






A primeira distribuição é a normal, a que nós esperamos, por isso dizemos que o átomo está no estado fundamental, mas a segunda também é possível. Ao fornecermos energia a um átomo, os elétrons irão absorvê-la e saltar para um nível, ou subnível, maior




neste momento, dizemos que o átomo está excitado.





Por isso podemos dizer também que o átomo encontra-se no estado fundamental quando seus elétrons ocupam os menores níveis e subníveis de energia possíveis.

A regra de Hund também deve ser respeitada.

Esta é a distribuição do carbono




ele tem 2 elétrons no subnível 2p, colocando um elétron em cada orbital nós esperaríamos o seguinte





Nós também poderíamos ter o segundo elétron emparelhado com o primeiro ao invés de estar sozinho em um orbital



a configuração acima é possível, o átomo está apenas excitado.





Agora nós sabemos o que é o estado fundamental de um átomo.¹

Cátions nós já sabemos que são átomos que têm um número atômico maior que a quantidade de elétrons (normalmente diz-se que ele perdeu elétrons).

Voltando à alternativa, ela diz que I e IV podem representar estados fundamentais de cátions do segundo período.



Eles podem ser cátions? Sim.


I poderia ser 1s²  2s²  2p² e ao perder 1 elétron ficou 1s²  2s²  2p¹e IV poderia ser 1s²  2s²  2p⁶, perdendo 1 elétron fica 1s²  2s²  2p⁵.





Mas pertencem ao segundo período?

Lembre-se, a quantidade de camadas de um elemento informa o período no qual ele se encontra, tanto I como IV têm 2 camadas, sejam cátions ou neutros




logo estão no segundo período.





E por fim podem estar no estado fundamental? Novamente a resposta é sim. Nada obriga que eles estejam excitados.

Correta.


1º elas podem representar um estado fundamental de algum átomo? Sim, não há motivo nenhum para afirmar que elas não podem representar o estado fundamental de um átomo. Respeitam o diagrama de Pauling e nada indica que elas violam a regra de Hund.


2º elas podem representar o estado excitado de algum átomo? Sim também veja, II termina em 2p³, então nós esperaríamos a seguinte configuração




mas nós poderíamos ter




O III é semelhante, nós esperaríamos




poderíamos ter

Sim.


Note que V vai até a 3º camada



mas eu não disse anteriormente que a quantidade de camadas de um elemento informa o período no qual ele se encontra?! Então ele deveria se encontrar no 3º correto?!

Não.



A alternativa diz que “V pode representar um estado excitado de um átomo”, e está correto. No estado fundamental V poderia ser



e ao receber energia um dos elétrons saltou de 2p para 3s, resultando em 1s²  2s²  2p⁵  3s¹.

Nós já vimos que II pode sim representar um estado excitado de um átomo segundo período, mas IV também?


IV respeita o diagrama de Pauling, até aqui tudo bem, mas ele termina em 2p⁵




Pela regra de Hund nós teríamos





mas nós também poderíamos nos deparar com as seguintes configurações




seriam estados excitados?

Não.


Orbitais de uma mesma subcamada são chamados de degenerados, eles possuem a mesma energia, portanto simplesmente mudar o orbital do elétron não altera seu estado energético, as configurações acima são equivalentes.

Correto.


Nós já vimos anteriormente que tanto II, III e V podem representar estados excitados de átomos do segundo período.